Антибактериальные препараты и материалы

2023

Российские ученые обнаружили необычные антибактериальные свойства наночастиц трисульфид титана

Ученые Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина и Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» синтезировали экспериментальные образцы нанолент трисульфида титана и исследовали их антибактериальные свойства на кишечной палочке. По мнению ученых, результаты исследований позволят в будущем разработать новые препараты и материалы с антибактериальными свойствами для широкого применения, в том числе в сфере медицины, ветеринарии, растениеводства, в производстве антисептических покрытий и так далее. Такой информацией со Zdrav.Expert 4 июля 2023 года поделились представители МИСИС.

Российские ученые синтезировали экспериментальные образцы нанолент трисульфида титана и исследовали их антибактериальные свойства

Открытие антибиотиков в 20-м веке внесло решающий вклад в борьбу с патогенными инфекциями, однако со временем микробы научились приспосабливаться к их действию. Исследователи прогнозируют, что в ближайшие десятилетия люди будут умирать от антибиотико-резистентных инфекций чаще, чем от онкологических заболеваний. Поэтому разработка новых антибактериальных препаратов и материалов выходит на передний план.

Одним из перспективных кандидатов для создания подобных препаратов, по мнению ученых, может стать обладающий нелинейными оптическими и полупроводниковыми свойствами трисульфид титана – представитель группы двумерных или 2D-материалов, образующий гибкие прозрачные ленты нанометровой толщины.

«По запросу коллег из Державинского университета мы провели синтез наночастиц трисульфида, соединив порошок чистого титана и элементарной серы и поместив эту смесь в запаянные кварцевые ампулы. Синтез проводился в трубчатой печи при температуре от 450 до 500°С. Полученный нами материал растет в виде длинных и очень тонких – менее 100 нм – лент, которые мы исследовали с использованием СЭМ, РФА и Раман-спектроскопии в целях получить информацию о физико-химических свойствах лент», – рассказал старший научный сотрудник кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС, к.т.н. Дмитрий Муратов.

По словам авторов, такой материал может стать как компонентом новых антибиотиков, так и основой различных пленок и покрытий, обладающих антибактериальными свойствами.

Как показали исследования, антибактериальная активность нанолент является нетипичной для большинства известных антибиотиков и сильно зависит от химического состава окружающей жидкости и срока хранения раствора, отметила директор НИИ экологии и биотехнологий Державинского университета Ольга Захарова.

«Кроме того, для нового материала наблюдаются два пика токсичности (противомикробного действия) – наибольший при минимальной (0.0001 г/л) и максимальной (1 г/л) концентрациях трисульфида титана; при промежуточной концентрации 0.01 г/л наблюдалось снижение токсичности. Первый из этих пиков лежит в диапазоне концентраций в десятки и сотни раз ниже, чем для традиционных противомикробных средств», – добавила Ольга Захарова.

Чтобы объяснить этот необычный эффект, ученые выдвинули гипотезу, что растворенные в воде молекулы сероводорода, образующиеся в результате эмиссии серы с поверхности 2D-материала, могут как защищать, так и угнетать бактериальные клетки в зависимости от концентрации. В средней концентрации, где токсичность «исчезает», вероятно, защитное действие сероводорода проявляется максимально.

Наноленты трисульфида титана могут стать компонентом новых антибиотиков. Однако ученым потребуется провести еще целый ряд исследований

«В определенных условиях новый материал оказался в 3,5 раза эффективнее стандартного хлорсодержащего антибактериального агента – хлорки. Это открывает перспективы разработки новых антибиотиков и антибактериальных покрытий на основе наноленттрисульфида титана», – считает директор НИИ экологии и биотехнологий Державинского университета.

Однако ученым потребуется провести еще целый ряд исследований – в частности, по словам Ольги Захаровой, нужно научиться стабилизировать наноленты в суспензиях, оценить их противомикробную активность по отношению к различным патогенным микроорганизмам, провести оценку безопасности для человека и животных.

Работа будет проходить по стратегическим проектам Державинского университета «Новые химические материалы и технологии» и «Инновационные решения в АПК и природопользовании» федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», которая является одной из мер государственной поддержки университетов нацпроекта «Наука и университеты».

Результаты исследования были опубликованы в журнале Molecular Sciences.

Ученые предложили наполнитель с улучшенными антибактериальными свойствами для полимерных костных «3D-каркасов»

Международный коллектив ученых с участием исследователей НИТУ МИСИС предложил альтернативный наполнитель костных «3D-каркасов» на основе силиката кальция. Материал препятствует образованию биопленки бактерий на поверхности каркаса и в перспективе может применяться для имплантатов малонагруженных костей, например, черепа. Исследование поддержано грантом РНФ. Результаты работы опубликованы в научном журнале Polymer. Об этом 25 января 2023 года сообщили представители НИТУ МИСИС. Подробнее здесь.

2022

Ученые создали антибактериальные нано-покрытия на основе нитрида бора и ультрадисперсного металлизированного серебра

Материаловеды Университета «МИСИС» создали антибактериальные нано-покрытия против микробных и грибковых патогенов, которые не имеют характерных негативных побочных эффектов и могут стать безопасной альтернативой антибиотикам для использования в травматологии, хирургии и имплантологии. Материал на основе нитрида бора и ультрадисперсного металлизированного серебра или наночастиц оксида железа обладает эффективностью до 99,99%. На август 2022 года проводятся испытания полученных образцов в качестве покрытий для имплантатов. Об этом 9 августа 2022 года сообщили представители Университета «МИСИС». Подробнее здесь.

Ученые создали материал из тропических растений с антибактериальными и противораковыми свойствами

17 февраля 2022 года стало известно о том, что ученые НИТУ "МИСиС" в составе международного коллектива синтезировали материал с антибактериальными и противораковыми свойствами. По мнению авторов, он имеет перспективы для применения в биомедицине. Подробнее здесь.

2021

Создано антибактериальное покрытие на основе оксида титана, модифицированое кальцием, фосфором, кремнием и бором

7 декабря 2021 года НИТУ «МИСиС» сообщил, что его ученые разработали антибактериальное покрытие для имплантатов, позволяющее предотвратить их отторжение и развитие инфекции под воздействием антибиотико-резистентных бактерий. Разработанный материал обладает высокой биосовместимостью и может найти широкое применение, в том числе, в имплантологии и черепно-челюстно-лицевой хирургии. Подробнее здесь.

Представлены многослойные антибактериальные покрытия на основе оксида титана и антисептических компонентов

Молодые ученые НИТУ «МИСиС» представили многослойные антибактериальные покрытия с пролонгированным эффектом и универсальным спектром действия. В основе покрытия - модифицированный оксид титана и несколько антисептических компонентов. Покрытия можно применять в имплантологии в качестве защитного слоя для профилактики сопутствующих осложнений – воспалений или отторжений имплантатов. Об этом университет сообщил 16 апреля 2021 года. Подробнее здесь.

2020: Материаловеды «МИСиС» представили антибактериальные нано-покрытия на основе нитрида бора

9 сентября 2020 года стало известно о том, что материаловеды НИТУ «МИСиС» представили антибактериальные нано-покрытия на основе нитрида бора, обладающие эффективностью против микробных патогенов – до 99.99%. Они могут стать безопасной альтернативой привычным антибиотикам в имплантологии, поскольку не имеют характерных негативных побочных эффектов. Подробнее здесь.